Manufaturação industrial
Internet das coisas industrial | Materiais industriais | Manutenção e reparo de equipamentos | Programação industrial |
home  MfgRobots >> Manufaturação industrial >  >> Manufacturing Technology >> Tecnologia industrial

5 principais plásticos resistentes ao calor




Os fabricantes tendem a usar metais como níquel e aço inoxidável para aplicações de alto desempenho porque são altamente resistentes ao calor. As ligas à base de níquel, por exemplo, mantêm sua resistência em ambientes com altas temperaturas, exposição térmica cíclica e altos níveis de carbono. Embora o metal tenda a ser mais resistente ao calor do que o plástico, há muitos casos em que os engenheiros se beneficiariam do uso de plásticos resistentes ao calor para suas aplicações de alto desempenho.

Os plásticos resistentes ao calor se enquadram em duas grandes categorias – termofixos e termoplásticos. Os termofixos são plásticos que endurecem quando expostos ao calor e não podem ser remodelados após a cura. Os termoplásticos de alto desempenho são plásticos que se fundem quando aquecidos, sólidos quando resfriados e podem ser novamente derretidos após o resfriamento. A integridade estrutural dos termoplásticos é afetada por fatores como a temperatura de transição vítrea (Tg) e o ponto de fusão inerente a cada material. Existem opções de termoplásticos de alto desempenho que mantêm suas capacidades estruturais acima de 150°C e a curto prazo acima de 250°C.

Além de serem resistentes ao calor, esses materiais são resistentes a produtos químicos, resistentes à corrosão e excelentes isolantes elétricos e térmicos. As aplicações comuns de alto desempenho incluem componentes de pistão na indústria automotiva, conduítes de cabos na indústria aeroespacial, conectores submarinos na indústria de semicondutores e muito mais. Ao projetar peças que entrarão em contato com temperaturas extremamente altas, as equipes de produto devem considerar a fabricação com esses cinco principais plásticos resistentes ao calor.

Os 5 principais plásticos resistentes ao calor


Os termoplásticos ganham resistência ao calor a partir de sua estrutura molecular. Quando anéis aromáticos rígidos são adicionados à resina em vez de grupos alifáticos, a espinha dorsal da cadeia molecular é restrita e fortificada de tal forma que dois elos químicos devem ser quebrados para quebrar a cadeia. Com esta nova estrutura, a resistência química e térmica de um termoplástico pode ser igual ou melhor que a de um termofixo.

Aqui estão cinco plásticos que podem lidar com o calor.

1. Polieterimida (PEI)


ULTEM®, o nome comercial da polieterimida (PEI), é um dos poucos termoplásticos amorfos comercialmente disponíveis no mercado atualmente. É forte, resistente a produtos químicos e a chamas e tem sido um item básico na indústria de fabricação há mais de 35 anos. O ULTEM se destaca por possuir a maior rigidez dielétrica de qualquer termoplástico de alto desempenho.

Este material tem um ponto de fusão extremamente alto de 219°C e uma temperatura máxima de serviço contínuo de 170°C, tornando-o ideal para placas de circuito, equipamentos de esterilização de alimentos e, principalmente, peças de aeronaves. O ULTEM é uma das poucas resinas para uso na indústria aeroespacial comercial — supera outros termoplásticos em resistência à fluência e resiste bem à presença de vários combustíveis e refrigerantes. No entanto, tende a rachar na presença de solventes clorados polares. Este material pode ser encontrado em bloqueadores de fogo e capas de assento de avião.

O ULTEM é bastante caro como muitos dos outros plásticos desta lista. Além disso, tem menor resistência ao impacto e temperatura utilizável do que o PEEK.

Vantagens do ULTEM:

Desvantagens do ULTEM:

2. Poliéter éter cetona (PEEK)


PEEK, abreviação de poliéter éter cetona, é um termoplástico de engenharia semicristalino e de alto desempenho que é resistente a produtos químicos, desgaste, fadiga, fluência e calor. Este material é tão forte e adaptável a ambientes agressivos que os fabricantes o utilizam como substituto do metal em muitas aplicações, independentemente da temperatura. O PEEK pode suportar temperaturas de até 310°C por curtos períodos e tem um ponto de fusão acima de 371°C. Além disso, possui a maior resistência à tração e flexão de qualquer polímero de alto desempenho.

Devido à sua durabilidade semelhante ao metal, o PEEK é amplamente utilizado para uma variedade de dispositivos médicos, componentes ativos em transmissões de automóveis e peças externas de aeronaves. Tem a vantagem adicional de ser fácil de usinar via moldagem por injeção ou extrusão, e PEEK sólido é compatível com usinagem CNC.

Este termoplástico popular tem algumas pequenas desvantagens, incluindo sua suscetibilidade à luz UV e certos ácidos. No entanto, o PEEK ainda é um termoplástico altamente versátil que todos os engenheiros devem ter em seu repertório.

Vantagens do PEEK:

Desvantagens do PEEK:

3. Politetrafluoretileno (PTFE)


O PTFE, comumente conhecido como Teflon, é um plástico macio, resistente ao calor e de baixo atrito com excepcional resistência química. Possui alta resistência à flexão, resistência adequada às intempéries e bom poder isolante elétrico em ambientes quentes e úmidos.

O PTFE é único porque é quase completamente inerte quimicamente e altamente insolúvel na maioria dos solventes, tornando-o ideal para aplicações de alta temperatura. O PTFE tem um dos pontos de fusão mais altos de qualquer termoplástico a 327°C e uma faixa de temperatura operacional muito grande. É termicamente estável o suficiente para ser usado em qualquer lugar entre -200°C e +260°C.

O PTFE é mais conhecido por suas aplicações comerciais. Também é usado para proteger tubos de materiais corrosivos, revestir trocadores de calor e fornecer isolamento para componentes elétricos.

O PTFE se destaca em temperaturas extremamente altas e baixas, mas suas propriedades mecânicas são tipicamente inferiores às de plásticos comparáveis ​​à temperatura ambiente. É sensível à fluência, abrasão e radiação, e seus vapores podem ser tóxicos. Além disso, vale a pena notar que o PTFE é bastante caro para processar.

Vantagens do PTFE:

Desvantagens do PTFE:

4. Polibenzimidazol (PBI)


O polibenzimidazol (PBI) tem a mais alta resistência ao calor e ao desgaste, resistência e estabilidade de propriedades mecânicas de qualquer termoplástico de engenharia no mercado hoje. As fibras PBI não têm ponto de fusão conhecido, não queimam e não aderem a outros plásticos. Este material tem uma temperatura máxima de serviço contínuo de 398°C em ambientes inertes, 343°C no ar e potencial de exposição de curto prazo de até 537°C.

Apesar de todos os seus pontos fortes, o PBI é incrivelmente caro e difícil de fabricar. Os engenheiros geralmente precisam usar ferramentas diamantadas para usinar esse material, o que aumenta ainda mais os custos. Do ponto de vista do design, uma grande desvantagem do PBI é sua sensibilidade ao entalhe. Os designers de produtos devem ter cuidado para evitar todas e quaisquer arestas ou cantos afiados e suavizar todos os acabamentos de superfície.

Vantagens do PBI:

Desvantagens do PBI:

5. Polidiciclopentadieno (pDCPD)


O polidiciclopentadieno (pDCPD) é um polímero termofixo projetado sob medida para oferecer uma excelente combinação de resistência química, à corrosão e ao calor, além de rigidez e resistência ao impacto. Este material combina a flexibilidade de moldagem de um termofixo com as características de alto desempenho dos termoplásticos de alta engenharia. Tem uma temperatura de deflexão de calor de até 120°C.

O pDCPD é único porque praticamente não tem limitações de tamanho ou peso de peça - peças com espessuras de parede variáveis, nervuras de reforço moldadas e muito mais não diminuem a produção. O pDCPD é um material relativamente novo e suas aplicações ainda são limitadas, mas se mostrou promissor em equipamentos de processos químicos resistentes à corrosão, fossas sépticas e equipamentos de tratamento de água.

Vantagens do pDCPD:

Desvantagens do pDCPD:

Os fabricantes podem melhorar a resistência ao calor?


Engenheiros e fabricantes podem aumentar o calor e melhorar o desempenho da maioria dos tipos de plásticos usando aditivos e/ou estabilizadores de calor. Os três tipos mais comuns de aditivos são antioxidantes, retardadores de chama e auxiliares de processamento. Cada aditivo fornece uma característica diferente e contribui para a durabilidade de um polímero.

Os estabilizadores de calor protegem um polímero contra danos causados ​​pelo calor durante a fabricação ou durante o uso normal da peça final e são adicionados à maioria dos polímeros hoje. Os estabilizadores de calor também podem preservar a aparência, resistência e elasticidade do polímero.

Escolha um fabricante especializado para ajudar na seleção do material


Para aplicações de alta temperatura, qualquer um desses plásticos de alto desempenho pode realmente aguentar o calor. No entanto, não é qualquer material que serve. Os engenheiros devem fazer suas pesquisas para garantir que estão escolhendo o plástico resistente ao calor mais adequado para sua aplicação específica. Se os engenheiros escolherem o material errado, correm o risco de comprometer a funcionalidade de sua peça e ter que começar do zero.

Um parceiro de fabricação experiente como a Fast Radius pode tornar o processo de seleção de materiais sem estresse graças aos nossos serviços especializados de consultoria de engenharia. Podemos ajudar qualquer equipe de produto a escolher o material certo para sua peça e requisitos exclusivos.

Além da seleção de materiais, nossa equipe de engenheiros e designers experientes está preparada para agilizar o processo de desenvolvimento de produtos e fornecer peças de qualidade superior a preços acessíveis e prazos extremamente rápidos - para que todos os clientes possam ter certeza de que estão obtendo o melhor produto pelo melhor negócio . Contacte-nos hoje para uma cotação.

Para obter mais guias de materiais e informações sobre fabricação com plásticos, confira o centro de recursos Fast Radius.

Pronto para fazer suas peças com Fast Radius?

Comece sua cotação

Tecnologia industrial

  1. Os 5 principais materiais para rolamentos de plástico usados ​​em superfícies de metal
  2. Os 4 principais plásticos resistentes a produtos químicos
  3. As 10 principais tendências modernas em plásticos de desempenho
  4. Recrutamento de melhores talentos
  5. Compostos de alto desempenho em Israel
  6. Os 50 principais blogs de confiabilidade do site
  7. Principais resoluções de software CMMS
  8. Os 8 principais blogs de fabricação industrial
  9. Principais aplicações para máquinas de plástico
  10. O que é uma placa superior?